一種淨化含洗衣廢水的屋頂雨水的人工溼地系統的製作方法
2023-11-01 14:10:12
本發明屬於汙水處理裝置，具體涉及一種淨化含洗衣廢水的屋頂雨水的人工溼地系統。
背景技術：
隨著城市化進程的推進，建築屋面的排水問題日益突出，進行雨汙分流迫在眉睫。然而在居住建築中，洗衣機常常被置於陽臺上。由於陽臺沒有設置汙水管道，洗衣廢水往往被排入屋面外的雨水管中，混入建築屋頂雨水，進而直接排入受納水體。由於洗衣廢水中含有表面活性劑、氮、磷等多種汙染物，必然會影響雨水管中的水質，進而對河流水質造成汙染。將水平潛流人工溼地系統應用於含洗衣廢水的建築屋頂雨水的分離淨化未見專利文獻報導。
人工溼地作為一種新型生態汙水處理技術，由於具有投資省、運行費用低、操作簡便、處理效果好等諸多優勢，在各類有機汙(廢)水的處理及微汙染水體的生態修復中得到了迅速的發展和推廣應用。人工溼地可分為表面流人工溼地、水平潛流人工溼地和垂直流人工溼地，潛流溼地水在填料表面下滲流，一方面可以充分利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留等作用，提高處理效果和處理能力；另一方面由於水流在地表下流動，保溫性好，處理效果受氣候影響較小，且衛生條件較好，是目前國際上較多研究和應用的一種溼地處理系統。
技術實現要素：
發明目的：本發明提供一種分離淨化含洗衣廢水的建築屋頂雨水的水平潛流人工溼地系統，可以對降雨期進入雨水管道的初期雨水以及非降雨期進入雨水管道的洗衣廢水進行淨化，再進行排放或隨雨水一起進入雨水管網系統。
技術方案：本發明所述的一種淨化含洗衣廢水的屋頂雨水的人工溼地系統，包括依次連接的雨汙分流井、布水管、溼地處理區、集水管和洩洪溝，所述雨汙分流井內設置分流閥，所述雨汙分流井出水口分別連接洩洪溝和布水管，所述布水管在溼地處理區的前端，所述集水管在溼地處理區的後端，所述溼地處理區由垂直過濾層組成。
洗衣廢水中一般含有大顆粒的雜質，為了避免堵塞溼地處理區，還可在雨汙分流井和布水管之間設置沉砂池。沉砂池池底設有沉砂鬥，廢水中相對密度大於2.65的大顆粒雜質通過重力沉降分離，洗衣廢水經過沉砂池的初步沉降分離後，流入布水管。
洗衣廢水的流量較大，為了達到均勻布水的目的，還可在雨汙分流井和布水管之間設置配水渠。
洗衣廢水的流量較大，為了達到均勻布水的目的，還可在雨汙分流井和布水管之間設置配水渠。
所述配水渠設置在沉砂池後1/2段，水流經渠斷面跌落如配水渠，與沉砂池連接一面的渠斷面設置為鋸齒狀，鋸齒狀斷面具有一定的均勻布水的效果。
為了提高溼地處理區的進水穩定性和出水穩定性，所述布水管(4)的出水面或集水管(5)的進水面設置穿孔布水隔板，所述穿孔布水隔板的開孔率在40～60％，孔眼大小為
所述溼地處理區分為上層基質層、中層基質層和下層基質層，所述上層基質層填充土壤或細沙，土壤較適宜植物的生長而細沙在溼地運行中較不容易發生堵塞，上層基質可截留大部分懸浮物和雜質，基質中的好氧微生物也可去除水中大部分有機物；所述中層基質層填充沸石或鋼渣，要處理的汙水中含有較高水平的氨氮，可以填充較多的沸石以增強去除效果，或者汙水中磷含量較高也可以考慮填充除磷材料鋼渣；所述下層基質層填充礫石或爐渣，其缺氧狀態有利於微生物對汙染物的淨化，並對含磷汙染物具有進一步的吸附效果，對出水也具有較好的布水效果。
在溼地處理區種植溼地植物，如黃菖蒲、花葉蘆竹、香蒲等，既可以合理利用溼地處理區美化環境，植物的根莖還可對洗衣廢水進行淨化。
工作原理：當暴雨流入雨水管道內流量較大，雨汙分流井內水位高時，分流閥開啟，雨水排入洩洪溝；當洗衣廢水流入管道內流量較小，雨汙分流井內水位低時，分流閥關閉，洗衣廢水通過雨汙分流井進入布水管；洗衣廢水經布水管均勻流入溼地處理區，水流流態為水平潛流，經溼地處理區的垂直過濾層分離淨化後，由集水管收集匯入洩洪溝排出。
有益效果：1、洗衣廢水經過適當的處理才進入雨水管網系統或者排入河流，避免了對河流的汙染；2、在溼地處理區前端設置雨汙分流裝置和沉砂池，保護溼地處理區免受暴雨流量的衝擊，還可以避免因進水中摻雜大量雜質而使溼地系統堵塞，可以維持溼地良好的運行條件；3、潛流式人工溼地處理系統設於地面以下，便於維護管理，既不影響地面的正常功能，還可以在其上種植溼地植物，兼具美化環境的功能。
附圖說明
圖1為本發明的平面布置圖；
圖2為本發明的斷面圖m-m；
圖3為本發明的斷面圖n-n；
圖4為本發明的斷面圖l-l；
圖5為雨水進入雨汙分流井分流原理斷面示意圖；
圖6為洗衣廢水進入雨汙分流井分流原理斷面示意圖；
具體實施方式
下面參照附圖說明本發明的具體實施方式。
如圖1所示，一種淨化含洗衣廢水的屋頂雨水的人工溼地系統，包括依次連接的雨汙分流井1、沉砂池2、配水渠3、布水管4、溼地處理區7、集水管5和洩洪溝6。如圖5和圖6所示，雨汙分流井1的進水口連接建築屋頂雨水管1-1，出水口分別連接洩洪溝6和沉砂池2，雨汙分流井1中設置分流閥1-2和過濾網1-3，當暴雨流入雨水管內流量較大，雨汙分流井1內水位高於通向洩洪溝6的管道高度時，分流閥1-2開啟，雨水排入洩洪溝6；當洗衣廢水流入雨水管內流量較小，雨汙分流井1內水位低於通向洩洪溝6的管道高度時，分流閥1-2關閉，洗衣廢水通過雨汙分流井1溢流堰進入沉砂池2。
如圖2所示，沉砂池2池底設有沉砂鬥，廢水中相對密度大於2.65的大顆粒雜質通過重力沉降分離。沉砂鬥容積應按2天內沉砂量計算，按每戶每日排放的洗衣廢水沉砂量為0.3l計算，沉砂鬥鬥壁的坡度不小於55°，沉砂池池底具有傾向沉砂鬥的坡度，坡度不小於0.1。配水渠3設置在沉砂池2後1/2段，渠斷面為鋸齒狀斷面，配水渠3的頂部低於沉砂池2的頂部，洗衣廢水從沉砂池2流入配水渠3。布水管4的進水端設在配水渠3的底部，洗衣廢水可通過配水渠3底部的斜坡(i＝0.1)匯入布水管4。
如圖3所示，在溼地處理區7前端距底部0.6m高處放置布水管4，根據溼地系統的處理水量選擇合適的管徑，布水管上均勻打孔，同時進水分布區中填充粒徑較大的基質，例如礫石、沸石等，保證進入溼地處理區7的廢水能夠均勻流入。布水管4的出水面放置穿孔布水隔板，提高溼地處理區7的進水穩定性，不影響溼地處理區7的水流條件，穿孔布水隔板的開孔率在40～60％，孔眼大小為(視溼地和預加工溼地槽基質填料粒徑而定)。
溼地處理區7由上層基質層7-1、中層基質層7-2，下層基質層7-3構成，基質的選用考慮級配，從下往上粒徑逐漸變小。上層基質層7-1厚度30cm，可根據實際的處理對象填充粒徑較小的土壤或者細沙，例如土壤較適宜植物的生長而細沙在溼地運行中較不容易發生堵塞；所述中層基質層7-2厚度30cm，根據溼地要處理的對象填充粒徑中等的基質，例如要處理的汙水中含有較高水平的氨氮，可以填充較多的沸石以增強去除效果，或者汙水中磷含量較高也可以考慮填充除磷材料鋼渣等；下層基質層7-3厚度20cm，填充粒徑較大的基質如礫石、爐渣等，也可根據實際需要填充合適的基質材料。溼地處理區7種植的植物可根據人工溼地要處理的對象確定合適的植物種類，而且還要參照當地的氣候條件優選出植物，常見的溼地植物油黃菖蒲、花葉蘆竹、香蒲等。
集水管5位於溼地處理區7的後端，在組合溼地系統的出水面距溼地底0.3m處放置集水管5，根據溼地系統的出水量選擇合適的管徑，布水管上均勻打孔，同時出水收集區中填充填充粒徑較大的基質，例如礫石、沸石等，保證溼地處理區的廢水均勻流出。集水管5的進水面放置穿孔布水隔板，提高溼地處理區7的出水穩定性，不影響溼地處理區7的水流條件，穿孔布水隔板的開孔率在40-60％，孔眼大小為(視溼地和預加工溼地槽基質填料粒徑而定)。
如圖4所示，廢水經溼地處理區7分離淨化後，由集水管5匯入洩洪溝6排出。
按照計算得知整個組合溼地系統的面積，例如按一個小區3000戶，每戶日均排放洗衣廢水100l計算，需要建設總面積600m2的水平潛流人工溼地。溼地也可採用組合式分散布置。按照溼地規模用混凝土澆築需要大小的溼地外牆，厚度和強度滿足要求，並且在溼地底部和側面外牆做好防滲措施。